JP2013147073A - 電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ラック軸と同軸的に回転する円筒体を支持する弾性体を適切に配設することにより、運転者の操舵感の低下を抑制することができる電動パワーステアリング装置を提供する。
【解決手段】電動パワーステアリング装置は、軸受45の軸方向に設けられるハウジング18の内側端面18eと軸受45の外輪47との間に配設されて、円筒体をハウジング18に対して軸方向に移動可能に支持する樹脂製の環状の弾性体52と、弾性体52の径方向の内側への移動を規制する規制部と、を備えた。
【選択図】図4
【解決手段】電動パワーステアリング装置は、軸受45の軸方向に設けられるハウジング18の内側端面18eと軸受45の外輪47との間に配設されて、円筒体をハウジング18に対して軸方向に移動可能に支持する樹脂製の環状の弾性体52と、弾性体52の径方向の内側への移動を規制する規制部と、を備えた。
【選択図】図4
Description
本発明は、ラック軸と同軸的に回転する円筒体を備えた電動パワーステアリング装置に関するものである。
従来、この種の電動パワーステアリング装置としては、運転者によるステアリングホイールの操作に連動してラック軸がその軸方向に往復動することにより車両の操舵輪の舵角、すなわち車両の進行方向が変更されるようになっている。
電動パワーステアリング装置には、ラック軸にモータからのアシスト力が付与されるものがある。このような装置において、内部にラック軸が挿通されるとともに、内周にねじ溝が形成されたボールねじナットが配設されており、モータの駆動により回転する。また、円筒体としてのボールねじナットにおけるねじ溝と、ラック軸の外周に形成されたねじ溝との間に形成される転動路に複数個のボールが配置される。そして、モータの駆動に伴う回転運動がボールねじナット及び複数個のボールを介してラック軸の軸方向への直線運動に変換される。
ところで、電動パワーステアリング装置には、ハウジングとボールねじナットとの間に軸受が配設されており、ボールねじナットをハウジングに保持する。また、ボールねじナットの軸方向に対して軸受を移動可能(微動可能)なように弾性支持する環状ゴム体が配設されたものが知られており(特許文献1参照)、ボールねじナットの軸方向の振動を抑制することにより歯打ち音の低減を行うとともに、ステアリングホイールの切り始めにおける操舵感を向上させることが図られている。
しかしながら、このような電動パワーステアリング装置においては、例えば弾性支持機構における環状ゴム体の圧縮等に伴って環状ゴム体が径方向の内側に滑ってしまい、その結果、圧縮に応じて環状ゴム体が変形せずに、運転者の操舵感を損ねるおそれがあった。
そこで、本発明は、ラック軸と同軸的に回転する円筒体を支持する弾性体を適切に配設することにより、運転者の操舵感の低下を抑制することができる電動パワーステアリング装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、ハウジングと、前記ハウジング内に収納されて、内周に第1ねじ溝が形成された第1ねじ部を有する円筒体と、前記円筒体と同軸的に前記円筒体内に挿通され、外周に第2ねじ溝が形成された第2ねじ部を有するラック軸と、前記第1ねじ溝及び前記第2ねじ溝により構成される転動路に配置される複数個のボールと、前記ハウジングの内周面と前記円筒体の外周面との間に配設されて、前記円筒体を前記ハウジングに対して径方向に支持する軸受と、前記軸受の軸方向に設けられる前記ハウジングの内側端面と前記軸受の外輪との間に配設されて、前記円筒体を前記ハウジングに対して軸方向に移動可能に支持する樹脂製の環状の弾性体と、前記円筒体を回転させるモータと、を備えた電動パワーステアリング装置において、前記弾性体の径方向の内側に配設され、該弾性体の径方向の内側への移動を規制する規制部を備えたことを特徴とすることを要旨とする。
上記構成によれば、弾性体は、ラック軸と同軸的に回転する円筒体を、軸受を介して軸方向に移動可能に支持し、規制部は、弾性体の径方向の内側への移動を規制する。このため、規制部が弾性体の径方向の内側に配設されることで、規制部により弾性体が径方向の内側に移動しにくくなり、弾性体を適切に配置することにより、運転者の操舵感の低下を抑制することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、前記規制部は、前記軸受の外輪から突出していることを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の電動パワーステアリング装置において、前記規制部は、前記ハウジングの内側端面に当接することにより、前記円筒体の軸方向への移動を規制することを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の電動パワーステアリング装置において、前記規制部は、前記ハウジングの内側端面に当接することにより、前記円筒体の軸方向への移動を規制することを要旨とする。
上記構成によれば、規制部は、弾性体の径方向の内側への移動を規制するだけでなく、軸受の軸方向に設けられるハウジングの内側端面に当接することで、円筒体の軸方向への移動を規制することにより、円筒体の過度な移動や弾性体に対する過度の圧縮を抑制することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、前記規制部は、前記ハウジングの内側端面から突出していることを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の電動パワーステアリング装置において、前記規制部は、前記軸受の外輪に当接することにより、前記円筒体の軸方向への移動を規制することを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の電動パワーステアリング装置において、前記規制部は、前記軸受の外輪に当接することにより、前記円筒体の軸方向への移動を規制することを要旨とする。
上記構成によれば、規制部は、弾性体の径方向の内側への移動を規制するだけでなく、軸受の外輪に当接することにより、円筒体の軸方向への移動を規制することもでき、円筒体の過度な移動や弾性体に対する過度の圧縮を抑制することができる。
本発明によれば、ラック軸と同軸的に回転する円筒体を支持する弾性体を適切に配設することにより、運転者の操舵感の低下を抑制することができる。
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1〜図4を参照して説明する。
図1に示すように、車両の操舵装置としての電動パワーステアリング装置10は、モータ11の駆動によって回転するモータ軸26の回転軸線Pが出力部材としてのラック軸12の回転軸線Pとほぼ同じとなるようにモータ11を設置するラック同軸型の装置である。こうした電動パワーステアリング装置10には、ステアリング13が固定されたステアリングシャフト14が設けられている。このステアリングシャフト14は、ラックアンドピニオン機構15を介してラック軸12と連結されている。そして、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト14の回転は、ラックアンドピニオン機構15によりラック軸12の往復直線運動に変換される。
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1〜図4を参照して説明する。
図1に示すように、車両の操舵装置としての電動パワーステアリング装置10は、モータ11の駆動によって回転するモータ軸26の回転軸線Pが出力部材としてのラック軸12の回転軸線Pとほぼ同じとなるようにモータ11を設置するラック同軸型の装置である。こうした電動パワーステアリング装置10には、ステアリング13が固定されたステアリングシャフト14が設けられている。このステアリングシャフト14は、ラックアンドピニオン機構15を介してラック軸12と連結されている。そして、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト14の回転は、ラックアンドピニオン機構15によりラック軸12の往復直線運動に変換される。
本実施形態のステアリングシャフト14は、コラムシャフト14a、インターミディエイトシャフト14b及びピニオンシャフト14cを連結してなる。そして、このステアリングシャフト14の回転に伴うラック軸12の往復直線運動がラック軸12の両端に連結されたタイロッド16を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪17の舵角、即ち車両の進行方向が変更される。
また、電動パワーステアリング装置10は、ラック軸12が挿通されるハウジング18を備えており、該ハウジング18にはモータ11が取り付けられている。こうしたハウジング18内には、ハウジング18内に配置されたモータ11からの駆動力を、ラック軸12に伝達するための変換機構としてのボールねじ機構21などが収容されている。モータ軸26は、その一端部でボールねじ機構21に螺合され、伝達された回転により一体として回転する。
このモータ11は、ラック軸12の移動に応じて駆動する。つまり、モータ11は、ステアリングシャフト14の回転に応じて駆動することとなる。このため、モータ11は、ステアリング13の操作が開始された直後では駆動せずに、例えば高速走行時において舵角が小さい場合には特に駆動しない。
ここで、本実施形態におけるボールねじ機構21について図2を参照して以下に説明する。
図2に示すように、ボールねじ機構21は、モータ軸26と一体回転可能に構成されたスリーブ状のボールねじナット31と、回転軸線Pを中心とする径方向においてボールねじナット31とラック軸12との間に配置される複数のボール32とを有している。なお、本実施形態において、回転軸線Pに沿った方向を単に「軸方向」と示す。
図2に示すように、ボールねじ機構21は、モータ軸26と一体回転可能に構成されたスリーブ状のボールねじナット31と、回転軸線Pを中心とする径方向においてボールねじナット31とラック軸12との間に配置される複数のボール32とを有している。なお、本実施形態において、回転軸線Pに沿った方向を単に「軸方向」と示す。
ボールねじナット31は、その内周にねじ溝31aが螺刻されている。また、ラック軸12は、その外周にねじ溝12aが螺刻されている。複数のボール32は、ラック軸12の外周に形成されたねじ溝12aと、ボールねじナット31の内周に形成されたねじ溝31aとの間に形成される転動路に配置される。
このように、ボールねじ機構21は、ラック軸12がボールねじナット31内に挿通されるボール32を介してボールねじナット31と螺合することにより形成されている。つまり、ボールねじナット31内にはラック軸12が同軸的に挿通され、複数個のボール32を介してボールねじナット31の回転がアシスト力としてラック軸12に伝達される。
なお、本実施形態において、モータ軸26及びボールねじナット31が円筒体に相当する。また、本実施形態では、第1ねじ溝としてのねじ溝31aが形成された部分が第1ねじ部に相当し、第2ねじ溝としてのねじ溝12aが形成された部分が第2ねじ部に相当する。
また、ボールねじナット31は、軸受40を介して、ハウジング18に回転自在な状態で支持されている。軸受40は、内輪41と、外輪42と、内輪41及び外輪42の間に介在する球状の転動体43とを含むボール軸受である。
軸受40の内輪41は、その内周面41aにおいてボールねじナット31と当接する。また、軸受40の内輪41は、軸方向に対する一端面41bにおいてボールねじナット31に形成された段差部31bと当接する一方で、他端面41cにおいてナット33と当接する。ナット33は、ボールねじナット31の外周に螺合される。このように、軸受40の内輪41は、その内周面41aでボールねじナット31を回転可能に支持する。
また、軸受40の外輪42は、その外周面42aにおいてハウジング18の内周面18aと当接する。なお、本実施形態においては、ハウジング18の内周面18aには、外輪42の外周面42aと対面するように溝部18bが形成されており、その溝部18bにOリングO1が配設されている。このように、ハウジング18の溝部18bと外輪42の外周面42aとの間にOリングO1が挟持される。
また、軸受40の外輪42は、軸方向に対する両端面42b,42cのそれぞれにおいて、軸方向に延伸する規制部としての鍔部42d,42eが形成されている。本実施形態において、これら鍔部42d,42eは、軸受40の外輪42の両端面42b,42cの全周に形成されている。
また、軸受40の外輪42は、軸方向に対する両端面42b,42cのそれぞれにおいて弾性支持機構50と当接する。この弾性支持機構50は、ゴム製で環状の弾性体52から構成されており、軸受40の外輪42を軸方向に対して変位可能なように弾性支持する。また、弾性体52は、軸受40の鍔部42d,42eの外周側に配設されている。なお、軸受40の外輪42は、転動体43を介して軸受40の内輪41と一体に設けられており、軸受40の内輪41は、ボールねじナット31と一体に固定されている。つまり、弾性支持機構50は、軸受40を介して、ボールねじナット31やモータ軸26を軸方向に対して変位可能なように支持することとなる。
また、本実施形態におけるモータ軸26について図3を参照して以下に説明する。
図3に示すように、モータ軸26は、ボールねじナット31(図2参照)と螺合する箇所とは逆側の開放端26a近傍において、軸受45を介して、ハウジング18に回転自在な状態で支持されている。軸受45は、内輪46と、外輪47と、内輪46及び外輪47の間に介在する球状の転動体48とを含む復列ボール軸受である。
図3に示すように、モータ軸26は、ボールねじナット31(図2参照)と螺合する箇所とは逆側の開放端26a近傍において、軸受45を介して、ハウジング18に回転自在な状態で支持されている。軸受45は、内輪46と、外輪47と、内輪46及び外輪47の間に介在する球状の転動体48とを含む復列ボール軸受である。
軸受45の内輪46は、その内周面46aにおいてモータ軸26と当接する。また、軸受45の内輪46は、軸方向に対する一端面46bにおいてナット34と当接する一方で、他端面46cにおいてモータ軸26に形成された段差部26bと当接する。ナット34は、モータ軸26の外周に螺合される。このように、軸受45の内輪46は、その内周面46aでモータ軸26を回転可能に支持する。
また、軸受45の外輪47は、その外周面47aにおいてハウジング18の内周面18cと当接する。なお、本実施形態においては、ハウジング18の内周面18cには、外輪47の外周面47aと対面するように溝部18dが形成されており、その溝部18dにOリングO2,O3が配設されている。このように、ハウジング18の溝部18dと外輪47の外周面47aとの間にOリングO2,O3が挟持される。
また、軸受45の外輪47は、軸方向に対する両端面47b,47cのそれぞれにおいて、軸方向に延伸する鍔部47d,47eが形成されている。本実施形態において、これら鍔部47d,47eは、軸受45の外輪47に一体に形成されており、軸受45の外輪47の両端面47b,47cの全周に形成されている。
また、軸受45の外輪47は、軸方向に対する両端面47b,47cのそれぞれにおいて弾性支持機構50と当接する。なお、軸受45の外輪47における端面47bは、ハウジング18の内側端面18eとの間に弾性支持機構50を挟持し、軸受45の外輪47における端面47cは、ハウジング18の内面に螺着されたセンターナット35との間に弾性支持機構50を挟持する。また、弾性支持機構50は、軸受40を弾性支持するものと同じ機構であるため、説明を省略する。なお、軸受45の外輪47は、転動体48を介して軸受45の内輪46と一体に設けられており、軸受45の内輪46は、モータ軸26と一体に固定されている。つまり、弾性支持機構50は、軸受45を介して、モータ軸26を軸方向に対して変位可能なように支持することとなる。
ここで、本実施形態における弾性支持機構50について図4を参照して以下に説明する。なお、軸受45の外輪47における端面47bに当接する弾性支持機構50と、端面47cに当接する弾性支持機構50とは同一形状であり、軸受40の外輪42における弾性支持機構50も同じような構成である。このため、軸受45の外輪47における端面47bに当接する弾性支持機構50ついて主に説明し、端面47cに当接する弾性支持機構50や、軸受40の外輪42における弾性支持機構50についての説明を省略する。
図4に示すように、弾性支持機構50における弾性体52は、弾性を有する部材であり、軸受45の外輪47を軸方向に変位可能にするための部材である。弾性体52は、軸受45の外輪47における鍔部47dの外径よりもやや大きい内径であり、鍔部47dの全周に沿って配設されている。このため、弾性体52の内周面52aは、鍔部47dの外周面47fに当接するように配設される。その一方で、弾性体52の外周面52bは、ハウジング18の内周面18cに当接せずに、その内周面18cとの間に隙間53が形成されている。
また、弾性体52は、その一端面52cで軸受45の外輪47の端面47bに当接する一方で、その他端面52dでハウジング18の内側端面18eに当接し、それらの間に挟持される。また、弾性体52は、軸受45の外輪47の端面47bと、ハウジング18の内側端面18eとの間で軸方向に圧縮された場合、隙間53に逃げるように変位可能である。
また、軸受45の外輪47は、その鍔部47dの端面47gにおいてハウジング18の内側端面18eに当接せずに、その内側端面18eとの間に隙間54が形成されている。このため、軸受45の外輪47は、その鍔部47dの端面47gがハウジング18の内側端面18eに当接するまで、ハウジング18の内側端面18eに向かって軸方向に移動可能である。言い換えると、軸受45の外輪47における鍔部47dは、ハウジング18の内側端面18eに当接することにより、軸受45やモータ軸26の軸方向への移動を規制することとなる。
なお、本実施形態において、弾性体52は、接着剤によりハウジング18や軸受45の外輪47に接着されず、軸受45の外輪47における鍔部47dに当接することによって、軸受45の外輪47と弾性体52とが一体に配設される。
(実施形態の作用)
ここで、上述したように構成された電動パワーステアリング装置10の作用について説明する。
ここで、上述したように構成された電動パワーステアリング装置10の作用について説明する。
まず、電動パワーステアリング装置10において、モータ11のモータ軸26は、ボールねじナット31に螺合されている。ボールねじナット31は、軸受40の内輪41の内周面41aによりハウジング18に対して支持されている。
軸受40の内輪41は、その一端面41bでボールねじナット31に形成された段差部31bに当接し、他端面41cでナット33と当接することで、ボールねじナット31及びモータ軸26と共に回転可能に配設される。軸受40の外輪42は、その外周面42aがハウジング18の内周面18aに当接するとともに、その両端面42b,42cで弾性支持機構50により弾性支持されている。
また、モータ軸26は、軸受45の内輪46の内周面46aによりハウジング18に対して支持されている。また、軸受45の内輪46は、その一端面46bでナット34に当接し、他端面41cでモータ軸26に形成された段差部26bと当接することで、モータ軸26と共に回転可能に配設される。軸受45の外輪47は、その外周面47aがハウジング18の内周面18cに当接するとともに、その両端面47b,47cで弾性支持機構50により弾性支持されている。
軸受45の外輪47における端面47bを弾性支持する弾性支持機構50について代表して説明すると、弾性支持機構50における弾性体52は、その内周面52aが鍔部47dの外周面47fに当接する。また、弾性体52は、その一端面52cで軸受45の外輪47の端面47bに、他端面52dでハウジング18の内側端面18eにそれぞれ当接する。軸受45の外輪47は、その鍔部47dの端面47gでハウジング18の内側端面18eに当接せずに、弾性体52によって軸方向から弾性支持される。
運転者によりステアリング13が操作されると、その回転運動がステアリングシャフト14を介して、ラックアンドピニオン機構15に伝達され、更にはラック軸12の往復直線運動が行われることとなる。
このようにステアリング13の操作が開始されたばかりの所謂切り始めのタイミングでは、モータ11が駆動していない。このため、ラック軸12のアシスト力が付加されない状態で、運転者によるステアリング13の操作によりラック軸12が往復直線運動することとなる。
そして、ラック軸12の往復直線運動が行われる場合、ラック軸12の外周に形成されたねじ溝12aに配置される複数個のボール32との間に摩擦が生じる。そして、それに伴って、複数個のボール32とボールねじナット31との間、ボールねじナット31と軸受40との間、軸受40と弾性支持機構50との間にそれぞれ摩擦が生じる。また、ボールねじナット31とモータ軸26との間、モータ軸26と軸受45との間、軸受45と弾性支持機構50との間にも摩擦が生じる。
軸受45の外輪47における端面47bを弾性支持する弾性支持機構50について代表して説明すると、弾性支持機構50における弾性体52には、ラック軸12が往復直線運動を行う軸方向に対する力が軸受45の外輪47における端面47bから伝達される。そして、ハウジング18の内側端面18eに当接する弾性体52が軸方向に圧縮されることで変形し、軸受45の外輪47が軸方向に移動する。
このように軸受45の外輪47が軸方向に移動することによって、主として軸受45の内輪46、モータ軸26が、ラック軸12が往復直線運動を行う軸方向に移動する。このため、ステアリング13の切り始めのタイミングでは、ラック軸12の往復直線運動に応じた摩擦力を低減させることによって運転者の操舵感を向上させるととともに、歯打ち音を抑制することができる。
また、弾性体52は、軸方向に圧縮される場合であっても、その内周面52aで軸受45の外輪47における鍔部47dの外周面47fと当接しているため、弾性体52が径方向の内側に外れることを抑制している。更に、弾性体52は、その外周面52bとハウジング18の内周面18cとの間に隙間53が形成されているため、その隙間53などに弾性体52を逃がすことができる。
また、軸受45の外輪47における鍔部47dは、弾性体52が軸方向に所定荷重で圧縮されていない場合には、ハウジング18の内側端面18eに当接しないが、弾性体52が軸方向に所定荷重で圧縮される場合には、ハウジング18の内側端面18eに当接する。このため、軸受45の外輪47は、軸受45自体やモータ軸26などの軸方向に対する移動を規制することとなる。これにより、弾性体52に対して大きな荷重が掛かることを防止している。
このように、ラック軸12の往復直線運動が開始されると、モータ11の駆動によりモータ軸26が、ラック軸12の往復直線運動をアシストする方向に回転する。モータ軸26が回転すると、ボールねじナット31が回転し、複数個のボール32を介してラック軸12の往復直線運動にアシスト力が付加される。
(実施形態の効果)
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
(1)弾性体52は、ラック軸12と同軸的に回転するボールねじナット31やモータ軸26(円筒体)を、軸受40,45を介して軸方向(回転軸線Pに沿った方向)に移動可能に弾性支持する。軸受45の外輪47における鍔部47d(規制部)は、弾性体52の径方向の内側への移動を規制する。このため、軸受45の外輪47における鍔部47dが弾性体52の径方向の内側に配設されることで、鍔部47dにより弾性体52が径方向の内側に移動しにくくなり、弾性体52を適切に配置することにより、運転者の操舵感の低下を抑制することができる。
以上詳述したように、本実施形態は、以下の効果を有する。
(1)弾性体52は、ラック軸12と同軸的に回転するボールねじナット31やモータ軸26(円筒体)を、軸受40,45を介して軸方向(回転軸線Pに沿った方向)に移動可能に弾性支持する。軸受45の外輪47における鍔部47d(規制部)は、弾性体52の径方向の内側への移動を規制する。このため、軸受45の外輪47における鍔部47dが弾性体52の径方向の内側に配設されることで、鍔部47dにより弾性体52が径方向の内側に移動しにくくなり、弾性体52を適切に配置することにより、運転者の操舵感の低下を抑制することができる。
(2)鍔部47dは、弾性体52の径方向の内側への移動を規制するだけでなく、軸受45の外輪47の軸方向に設けられるハウジング18の内側端面18eに当接することで、軸受の外輪における軸方向への移動を規制することにより、円筒体の過度な移動や弾性体に対する過度の圧縮を抑制することができる。
(3)弾性体52の径方向の外側には、ハウジング18の内周面18cとの間に隙間53が形成されている。このため、弾性体52を隙間53に円滑に逃がすことができる。
(4)弾性体52は、軸受45の外輪47における鍔部47dに当接することによって、接着剤で接着することなく、弾性体52の径方向の内側に外れないように構成している。このため。接着剤による弾性体の硬化を防止することができる。また、接着する工程を省略することができ、組み付け時における工程数を相対的に減少させることができる。
(4)弾性体52は、軸受45の外輪47における鍔部47dに当接することによって、接着剤で接着することなく、弾性体52の径方向の内側に外れないように構成している。このため。接着剤による弾性体の硬化を防止することができる。また、接着する工程を省略することができ、組み付け時における工程数を相対的に減少させることができる。
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した第2の実施形態について以下に説明する。なお、以下の説明では、既に説明した第1実施形態と同一構成及について同一符号を付すなどし、その重複する説明を省略又は簡略する。
次に、本発明を具体化した第2の実施形態について以下に説明する。なお、以下の説明では、既に説明した第1実施形態と同一構成及について同一符号を付すなどし、その重複する説明を省略又は簡略する。
第1実施形態では、軸受45の外輪47の端面47bから、ハウジング18の内側端面18eに向かって軸方向に突出する鍔部47dを配設した。これに対して、第2実施形態では、図5に示すように、弾性支持機構60において、ハウジング18の第1内側端面18fから軸受45の外輪47の端面47bに向かって軸方向に突出する規制部としての規制部材51が配設される。
具体的には、図5に示すように、ハウジング18の内側端面には、環状に段差部18gが形成されており、第1内側端面18fと第2内側端面18hとから構成されている。この段差部18gは、軸受45の外輪47における端面47bに対面するように全周に形成されている。
段差部18gにおいて、第2内側端面18hは、第1内側端面18fと平行であり、第1内側端面18fよりも、径方向の外側で、かつ、軸受45の外輪47に対して近くに形成されている。段差部18gの内周面18iは、弾性体52の外周面52bと当接する。
また、弾性体52の一端面52cで軸受45の外輪47の端面47bに当接し、他端面52dでハウジング18の第1内側端面18fに当接した状態で、第2内側端面18hと軸受45の外輪47における端面47bとの間に隙間55が形成される。また、弾性体52は、軸受45の外輪47の端面47bと、第1内側端面18fとの間で軸方向に圧縮された場合、隙間55に逃げるように変位可能である。
第1内側端面18fには、軸方向に対して環状に係合溝18jが形成されている。この係合溝18jは、軸受45の外輪47における端面47bに対面するように全周に形成されている。
この係合溝18jには、環状の樹脂製の規制部材51が係合される。規制部材51は、ハウジング18とは別体に形成されており、軸受45の外輪47における端面47bの全周に対面するように配設されている。この規制部材51は、その一端部51aが係合溝18jに係合された状態で、その外周面51bで弾性体52の内周面52aと当接する。
また、規制部材51の一端部51aが係合溝18jに係合された状態で、規制部材51の他端部51cとその軸受45の外輪47の端面47bとの間に隙間56が形成される。また、規制部材51の一端部51aが係合溝18jに係合された状態で、規制部材51の他端部51cは、第2内側端面18hよりも軸受45の外輪47に対して近くに形成されている。このため、軸受45の外輪47は、その端面47bが規制部材51の他端部51cに当接するまで、ハウジング18の内側端面18eに向かって軸方向に移動可能である。言い換えると、規制部材51は、軸受45の外輪47の端面47bに当接することにより、軸受45やモータ軸26の軸方向への移動を規制することとなる。
(実施形態の作用)
ここで、上述したように構成された電動パワーステアリング装置10の作用について説明する。
ここで、上述したように構成された電動パワーステアリング装置10の作用について説明する。
軸受45の外輪47における端面47bを弾性支持する弾性支持機構60について代表して説明すると、規制部材51は、その一端部51aでハウジング18の係合溝18jに係合される。弾性体52は、その内周面52aで規制部材51の外周面51bに当接する。また、弾性体52は、その一端面52cで軸受45の外輪47における端面47bに、他端面52dで第1内側端面18fにそれぞれ当接する。軸受45の外輪47は、その端面47bで各内側端面18f,18hや規制部材51に当接せずに、弾性体52によって軸方向から弾性支持される。
運転者によりステアリング13が操作されると、ラック軸12の往復直線運動に伴い、モータ軸26と軸受45との間、軸受45と弾性支持機構60との間にも摩擦が生じる。そして、弾性支持機構60には、ラック軸12が往復直線運動を行う軸方向に対する力が軸受45の外輪47の端面47bから伝達される。そして、第1内側端面18fに当接する弾性体52が軸方向に圧縮されることで変形し、軸受45の外輪47が軸方向に移動する。
また、弾性体52は、軸方向に圧縮される場合であっても、その内周面52aで規制部材51の外周面51bと当接しているため、弾性体52が径方向の内側に外れることを抑制している。更に、弾性体52は、その外周面52b側に隙間55が形成されているため、その隙間55などに弾性体52を逃がすことができる。
また、規制部材51は、弾性体52が軸方向に所定荷重で圧縮されていない場合には、軸受45の外輪47の移動が所定距離未満となり、軸受45の外輪47の端面47bに当接しないが、弾性体52が軸方向に所定荷重で圧縮される場合には、軸受45の外輪47の移動が所定距離となり、軸受45の外輪47の端面47bに当接する。このため、規制部材51は、軸受45自体やモータ軸26などの軸方向に対する移動を規制することとなる。これにより、弾性体52に対して大きな荷重が掛かることを防止している。
尚、上記実施形態は、次のような別の実施形態(別例)にて具体化できる。
・第1実施形態において、軸受45の外輪47に鍔部47dが一体に形成されたが、これに限らず、別体に形成されてもよい。
・第1実施形態において、軸受45の外輪47に鍔部47dが一体に形成されたが、これに限らず、別体に形成されてもよい。
・第1実施形態において、軸受45の外輪47における鍔部47dを、軸受45の外輪47に沿って全周に形成したが、これに限らず、例えば、全周ではなくその一部に形成されていてもよい。また、全周の一部のみに形成されていてもよく、所定間隔毎に形成されていてもよい。
・第1実施形態において、円筒体の軸方向への移動が、弾性体52の径方向の内側に配設される軸受45の外輪47における鍔部47dにより規制されなくても、弾性体52の径方向の外側に配設されるハウジング18の内側端面18eにより規制されてもよく、もちろん、両方により規制されてもよい。
・第2実施形態において、規制部材51がハウジング18に対して別体に形成されたが、これに限らず、一体に形成されてもよい。
・第2実施形態において、ハウジング18における段差部18g及び係合溝18jを、軸受45の外輪47の端面47bに対面するように全周に形成したが、これに限らず、例えば、全周ではなくその一部に形成されていてもよい。また、全周の一部のみに形成されていてもよく、所定間隔毎に形成されていてもよい。また、規制部材51自体が環状でなくても問題ない。
・第2実施形態において、ハウジング18における段差部18g及び係合溝18jを、軸受45の外輪47の端面47bに対面するように全周に形成したが、これに限らず、例えば、全周ではなくその一部に形成されていてもよい。また、全周の一部のみに形成されていてもよく、所定間隔毎に形成されていてもよい。また、規制部材51自体が環状でなくても問題ない。
・第2実施形態において、円筒体の軸方向への移動が、弾性体52の径方向の内側に配設される規制部材51により規制されなくても、弾性体52の径方向の外側に配設されるハウジング18の内側端面18hにより規制されてもよく、もちろん、両方により規制されてもよい。
・上記実施形態において、弾性体52に凸部が、ハウジング18の内側端面18eに凹部が形成され、係合するように構成してもよい。また、弾性体52に凹部が、ハウジング18の内側端面18eに凸部が形成され、係合するように構成してもよい。もちろん、弾性体52が、ハウジング18の内側端面18eではなく、第1実施形態における軸受45の外輪47における鍔部47dに係合するようにしても、第2実施形態における規制部材51に係合するように構成してもよい。
・上記実施形態において、ハウジング18の内側端面18e,18fと、軸受45の外輪47の端面47bとの間に弾性体52が配設されたが、これに限らず、例えば、ハウジング18以外であっても、センターナット35の内側端面と、軸受45の外輪47の端面47bとの間に弾性体52が配設されてもよい。このセンターナット35は、ハウジング18の内周面や内側端面に螺着され、ハウジング18と一体に配設される。つまり、センターナットのような部材も請求項中におけるハウジングに含まれることとなる。
・上記実施形態において、弾性体52が軸方向に圧縮された場合に逃がすことができる隙間53、55が、弾性体52の外周面52b側に形成されたが、これに限らず、例えば、少なくとも弾性体52の内周面52a側に規制部が配設されていれば、弾性体52の内周面52a側に形成されてもよい。また、隙間が、ハウジング18の内側端面18eに形成されても、軸受45の外輪47側に形成されてもよい。
・上記実施形態において、弾性体52に接着剤等で接着されないようにしたが、これに限らず、例えば、弾性体52がハウジング18や軸受45等に接着剤等で接着されていても問題ない。このように、接着剤を用いた場合であっても、経年変化に伴い弾性体の接着が剥がれてしまうおそれがあったが、上記実施形態のように構成することによって、接着が剥がれた場合であっても、弾性体の脱落を抑制することができる。
・上記実施形態において、ボールねじナット31の内周の全域にねじ溝31aが形成されたが、これに限らず、例えば、ボールねじナット31の内周の一部の領域にねじ溝が形成されてもよい。また、上記実施形態において、ラック軸12の外周の一部の領域にねじ溝12aが形成されたが、これに限らず、例えば、ラック軸12の外周の全域にねじ溝が形成されてもよい。
・上記実施形態において、モータ軸26が螺合されるボールねじナット31の近傍における軸受40と、モータ軸26の開放端26aの近傍における軸受45とについて本発明を適用したが、これに限らず、例えば、モータ軸26の中央部の近傍における軸受等、他の軸受が配設されるのであれば、本発明を適用することが好ましい。
・上記実施形態において、ボールねじナット31自体を軸受40で摺動可能に軸支したが、これに限らず、例えば、モータ軸26を軸受で摺動可能に軸支し、ボールねじナット31を間接的に軸支してもよい。
・上記実施形態において、ラックパラレル型の電動パワーステアリング装置に本発明を採用してもよい。具体的には、ラックパラレル型の電動パワーステアリング装置では、図6に示すように、モータ70の駆動によって回転するモータ軸MZが配設されており、そのモータ軸MZの回転軸線P1がラック軸12の回転軸線P2と平行になるようにモータ軸MZが配設される。また、モータ軸MZには、減速機構71としての駆動プーリ72が固定されている。この駆動プーリ72には、ボールねじナット75に固定されている従動プーリ74とともにベルト73が掛装されている。これによって、モータ70の駆動によって、モータ軸MZが回転し、その回転運動が、駆動プーリ72、ベルト73、従動プーリ74、ボールねじナット75に伝達されることとなる。なお、この場合、ボールねじナット31及び従動プーリ74が円筒体に相当する。なお、ベルト73の替わりに中間プーリを設けてもよい。
・上記実施形態において、軸受40は、転動体としてころを採用したころ軸受であってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ) 請求項2又は請求項3に記載の電動パワーステアリング装置において、前記規制部は、前記軸受の外輪と一体に形成されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
(ロ) 請求項4又は請求項5に記載の電動パワーステアリング装置において、前記ハウジングの内側端面に係合溝が形成され、前記規制部は、前記ハウジングの内側端面と別体に形成され、前記係合溝に係合されることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
MZ,26・・・モータ軸、O1〜O3・・・Oリング、P,P1,P2・・・回転軸線、10・・・電動パワーステアリング装置、11,70・・・モータ、12・・・ラック軸、12a,31a・・・ねじ溝、13・・・ステアリング、14・・・ステアリングシャフト、14a・・・コラムシャフト、14b・・・インターミディエイトシャフト、14c・・・ピニオンシャフト、15・・・ラックアンドピニオン機構、16・・・タイロッド、17・・・転舵輪、18・・・ハウジング、18a,18c,18i,41a,46a,52a・・・内周面、18b,18d・・・溝部、18e・・・内側端面、18f・・・第1内側端面、18g,26b,31b・・・段差部、18h・・・第2内側端面、18j・・・係合溝、21・・・ボールねじ機構、26a・・・開放端、31,75・・・ボールねじナット、32・・・ボール、33,34・・・ナット、35・・・センターナット、40,45・・・軸受、41,46・・・内輪、41b,46b,52c・・・一端面、41c,46c,52d・・・他端面、42,47・・・外輪、42a,47a,47f,51b,52b・・・外周面、42b,42c,47b,47c,47g・・・端面、42d,42e,47d,47e・・・鍔部、43,48・・・転動体、50,60・・・弾性支持機構、51・・・規制部材、51a・・・一端部、51c・・・他端部、52・・・弾性体、53〜56・・・隙間、71・・・減速機構、72・・・駆動プーリ、73・・・ベルト、74・・・従動プーリ。
Claims (5)
- ハウジングと、
前記ハウジング内に収納されて、内周に第1ねじ溝が形成された第1ねじ部を有する円筒体と、
前記円筒体と同軸的に前記円筒体内に挿通され、外周に第2ねじ溝が形成された第2ねじ部を有するラック軸と、
前記第1ねじ溝及び前記第2ねじ溝により構成される転動路に配置される複数個のボールと、
前記ハウジングの内周面と前記円筒体の外周面との間に配設されて、前記円筒体を前記ハウジングに対して径方向に支持する軸受と、
前記軸受の軸方向に設けられる前記ハウジングの内側端面と前記軸受の外輪との間に配設されて、前記円筒体を前記ハウジングに対して軸方向に移動可能に支持する樹脂製の環状の弾性体と、
前記円筒体を回転させるモータと、を備えた電動パワーステアリング装置において、
前記弾性体の径方向の内側に配設され、該弾性体の径方向の内側への移動を規制する規制部を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記規制部は、前記軸受の外輪から突出していることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項2に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記規制部は、前記ハウジングの内側端面に当接することにより、前記円筒体の軸方向への移動を規制することを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項1に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記規制部は、前記ハウジングの内側端面から突出していることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 - 請求項4に記載の電動パワーステアリング装置において、
前記規制部は、前記軸受の外輪に当接することにより、前記円筒体の軸方向への移動を規制することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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